DE1177306B - Air heater operated with liquid or gaseous fuel, especially for small spaces - Google Patents

Air heater operated with liquid or gaseous fuel, especially for small spaces

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DE1177306B DEW27116A DEW0027116A DE1177306B DE 1177306 B DE1177306 B DE 1177306B DE W27116 A DEW27116 A DE W27116A DE W0027116 A DEW0027116 A DE W0027116A DE 1177306 B DE1177306 B DE 1177306B
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    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00—Air heaters
    • F24H3/02—Air heaters with forced circulation
    • F24H3/06—Air heaters with forced circulation the air being kept separate from the heating medium, e.g. using forced circulation of air over radiators
    • F24H3/08—Air heaters with forced circulation the air being kept separate from the heating medium, e.g. using forced circulation of air over radiators by tubes
    • F24H3/087—Air heaters with forced circulation the air being kept separate from the heating medium, e.g. using forced circulation of air over radiators by tubes using fluid fuel

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Description

Mit flüssigem oder gasförmigem Brennstoff betriebener Lufterhitzer, insbesondere für kleine Räume Die Erfindung betrifft einen mit flüssigem oder gasförmigem Brennstoff betriebenen Lufterhitzer, insbesondere zur Beheizung kleiner Räume, der aus einem langgestreckten, den Brenner, das Verbrennungsluftgebläse, den Verbrennungsgasaustrittsstutzen, die Verbrennungskammer, die von den Verbrennungsgasen durchströmten Wärmeaustauschkanäle sowie den Heizluftein- und -austritt umschließenden Gehäuse besteht, bei dem ferner die Verbrennungskammer von den parallel zur Wandung verlaufenden Wärmeaustauschkanälen außen umgeben ist und bei dem ein Teil der Verbrennungsgase vor Austritt aus dem Erhitzer abgezweigt und in die Verbrennungskammer zurückgeführt wird, wo er in Wärmeaustausch mit der Verbrennungsluft tritt.Air heater operated with liquid or gaseous fuel, especially for small spaces The invention relates to one with liquid or gaseous Fuel-operated air heater, especially for heating small rooms, the from an elongated one, the burner, the combustion air fan, the combustion gas outlet nozzle, the combustion chamber, the heat exchange channels through which the combustion gases flow as well as the heating air inlet and outlet enclosing the housing, in which further the combustion chamber from the heat exchange channels running parallel to the wall is surrounded outside and in which a part of the combustion gases before emerging from the The heater is diverted and returned to the combustion chamber, where it is in heat exchange occurs with the combustion air.

Bei Lufterhitzern dieser Art wird durch das Zurückführen eines Teiles der Verbrennungsgase in die Verbrennungskammer einerseits eine vollständigere Wärmeausnutzung des Brennstoffes und andererseits eine Vorwärmung der Verbrennungsluft erzielt. Sie haben jedoch den Nachteil, daß die Innenfläche der Wandung der Verbrennungskammer, insbesondere im Bereich der Brennerflamme, einer hohen Wärmebelastung ausgesetzt ist, die häufig zu Schäden an der Verbrennungskammerwandung und gegebenenfalls zum Ausfall des Erhitzers führt.In the case of air heaters of this type, a part is fed back of the combustion gases in the combustion chamber, on the one hand, a more complete utilization of the heat of the fuel and, on the other hand, a preheating of the combustion air is achieved. However, they have the disadvantage that the inner surface of the wall of the combustion chamber, particularly in the area of the burner flame, exposed to high heat loads is, which often leads to damage to the combustion chamber wall and possibly to the Failure of the heater leads.

Zur Vermeidung dieses Nachteils ist schon vorgeschlagen worden, in die Verbrennungskammer von ihrem brennerseitigen Ende her einen Strom von Außenluft einzuleiten, der nach seinem Eintritt in die Verbrennungskammer unter Bildung eines Hüllmantels um die Brennerflamme an der Innenfläche der Verbrennungskammerwandung entlangströmt. Auf diese Weise wird zwar die schädliche Wärmeeinwirkung auf die Brennerkammerwandung verringert, jedoch die aggressive Wirkung der Brennerflamme infolge des hohen Sauerstoffgehaltes des Hüllstromes noch erhöht.To avoid this disadvantage it has already been proposed in the combustion chamber a stream of outside air from its burner-side end initiate, after its entry into the combustion chamber, forming a Cladding around the burner flame on the inner surface of the combustion chamber wall flows along. In this way, while the harmful effects of heat on the The wall of the burner chamber is reduced, but the aggressive effect of the burner flame due to the high oxygen content of the sheath flow increased.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Lufterhitzer zu schaffen, bei dem die Nachteile der vorstehend beschriebenen Ausführungen weitgehend vermieden sind. Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß ein Teil der Verbrennungsgase in an sich bekannter Weise vor Austritt aus dem Erhitzer abgezweigt und in die Verbrennungskammer zurückgeführt wird, und daß dieser Teilstrom so geleitet wird, daß er nach seinem Eintritt in die Verbrennungskammer unter Bildung eines Hüllmantels um die Brennerflamme an der Innenfläche der Verbrennungskammerwandung entlangströmt.The aim of the present invention is to create an air heater, in which the disadvantages of the embodiments described above are largely avoided are. The solution to this problem is according to the invention that a part the combustion gases branched off in a manner known per se before exiting the heater and is returned to the combustion chamber, and that this partial flow is so directed is that he after entering the combustion chamber to form a Cladding around the burner flame on the inner surface of the combustion chamber wall flows along.

Auf diese Weise wird über die gute Kühlung der Verbrennungskammerinnenwandung und die Vorwärmung der Verbrennungsluft hinaus infolge des geringen Sauerstoffgehaltes der zurückgeführten Verbrennungsgase ein guter Schutz gegen die oxydierende Wirkung der Brennerflamme erzielt.In this way, there is good cooling of the inner wall of the combustion chamber and the preheating of the combustion air due to the low oxygen content the returned combustion gases provide good protection against the oxidizing effect achieved by the burner flame.

In einer Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist am brennerseitigen Ende der Verbrennungskammer eine ringförmige Sammelkammer vorgesehen, in welche die Wärmeaustauschkanäle einmünden. Auf diese Weise wird ein Druckausgleich erzielt und weiterhin in einfacher Weise die Ableitung eines gleichmäßigen Hüllstromes in die Verbrennungskammer ermöglicht.In one embodiment of the subject matter of the invention is on the burner side At the end of the combustion chamber an annular plenum chamber is provided into which the heat exchange channels open. In this way, pressure equalization is achieved and furthermore, in a simple manner, the derivation of a uniform envelope current in the combustion chamber allows.

Nach einer anderen Ausführungsform erfolgt die Förderung des zurückzuführenden Teilstromes der aus der Verbrennungsgassammelkammer abgezogenen Verbrennungsgase mit Hilfe eines Gebläses, das mit dem Antriebsmotor des Verbrennungsluftgebläses gekuppelt ist.According to another embodiment, the to be returned is conveyed Partial flow of the combustion gases withdrawn from the combustion gas collection chamber with the help of a fan that works with the drive motor of the combustion air fan is coupled.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Anordnung so getroffen, daß die Schaufeln des Gebläses zum Fördern des abgezweigten Teiles der Verbrennungsgase kronenförmig an den Schaufeln des Gebläses für die Verbrennungsluft angeordnet sind, das an der brennerseitigen Stirnwandung der Verbrennungskammer koaxial mit dieser angebracht ist, wobei der Brenner in der Achse des Verbrennungsluft- bzw. Abzweiggebläses angeordnet ist, das zu diesem Zweck einen axialen Durchlaß aufweist. Auf diese Weise ist die Gebläseeinrichtung und der Antrieb für die Gebläse wesentlich vereinfacht.According to a further embodiment, the arrangement is made so that that the blades of the fan for conveying the branched off part of the combustion gases are arranged in the shape of a crown on the blades of the fan for the combustion air, on the end wall of the burner Combustion chamber coaxial is attached to this, with the burner in the axis of the combustion air or branch fan is arranged, which for this purpose has an axial passage having. In this way, the fan device and the drive for the fan much simplified.

Ferner ist vorgesehen, daß an das Verbrennungsluftgebläse in Förderrichtung ein Verbrennungsluftzuführungskanalstück angeschlossen ist, das durch die brennerseitige Stirnwandung der Verbrennungskammer hindurch ein Stück in die Verbrennungskammer hineinragt und in diesem Bereich in Abstand von einem Kanalstück für die zugeführten Verbrennungsgase umgeben ist, wodurch eine einwandfreie Trennung des Luftstromes und der Verbrennungsgase bzw. Zuführung von unvermischter Verbrennungsluft zum Brenner erreicht wird.It is also provided that the combustion air fan in the conveying direction a combustion air supply duct piece is connected through the burner side End wall of the combustion chamber through a piece into the combustion chamber protrudes and in this area at a distance from a channel piece for the supplied Combustion gases is surrounded, creating a proper separation of the air flow and the combustion gases or the supply of unmixed combustion air to the burner is achieved.

Diese Wirkung kann noch dadurch verstärkt werden, daß der in die Verbrennungskammer hineinreichende Verbrennungsluftzuführungskanal an seinem freien Ende trichterartig erweitert ausgebildet wird, derart, daß die außerhalb des Verbrennungsluftzuführungskanals strömenden zurückgeführten Verbrennungsgase gegen die Innenfläche der Verbrennungskammerwandung abgelenkt werden. Auf diese Weise wird die Ausbildung eines geschlossenen Hüllmantels um die Brennerflamme begünstigt.This effect can be increased by the fact that the in the combustion chamber extending combustion air supply duct at its free end like a funnel is designed expanded, such that the outside of the combustion air supply duct flowing recirculated combustion gases against the inner surface of the combustion chamber wall to get distracted. In this way, the formation of a closed envelope favored around the burner flame.

Das Wesen der Erfindung ergibt sich aus der nachstehenden Beschreibung von zwei in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen, und zwar zeigt F i g. 1 einen Lufterhitzer gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel im Längsschnitt, F i g. 2 einen der F i g. 1 entsprechenden Teilschnitt durch einen Lufterhitzer nach dem zweiten Ausführungsbeispiel und F i g. 3 einen Querschnitt nach der Linie 111-11I durch F i g. 1.The essence of the invention emerges from the description below of two exemplary embodiments shown schematically in the drawings, and although FIG. 1 shows an air heater according to the first embodiment in longitudinal section, F i g. 2 one of the F i g. 1 corresponding partial section through an air heater according to the second embodiment and FIG. 3 shows a cross section along the line 111-11I through Fig. 1.

In F i g. 1 ist mit 1 eine zylindrische Verbrennungskammer eines Lufterhitzers bezeichnet, an dessen Ende ein Brenner 2 angeordnet ist. Ein Gebläse 3 dient der Zuführung von Verbrennungsluft. Mit 4' ist die Brennerflamme bezeichnet, die etwa die dargestellte Form aufweist.In Fig. 1, 1 denotes a cylindrical combustion chamber of an air heater, at the end of which a burner 2 is arranged. A fan 3 is used to supply combustion air. With 4 ' the burner flame is designated, which has approximately the shape shown.

An dem dem Brenner gegenüberliegenden Ende der Verbrennungskammer ist eine pilzförmige Gasumlenkkammer 5 vorgesehen, in deren dem Brenner zugekehrten Ringboden 5' die Wärmeaustauschrohre 6, 6' eingesetzt sind. Diese Rohre sind gleichmäßig um die Verbrennungskammer verteilt und führen die Verbrennungsgase zum größeren Teil zum Abgasrohr und zum geringeren Teil in die Verbrennungskammer zurück. Die Eintrittsstelle für die in die Verbrennungskammer 1 zurückgeführten Verbrennungsgase ist an das brennerseitige Ende der Verbrennungskammer verlegt, derart, daß die Verbrennungsgase nach ihrem Eintritt unter Bildung eines die Brennerflamme 4' umgebenden Hüllmantels G an der Innenfläche der Verbrennungskammerwandung entlangströmen.At the end of the combustion chamber opposite the burner, a mushroom-shaped gas deflection chamber 5 is provided, in whose ring base 5 'facing the burner the heat exchange tubes 6, 6' are inserted. These pipes are evenly distributed around the combustion chamber and lead the combustion gases back to the exhaust pipe to a greater extent and to the combustion chamber to a lesser extent. The entry point for the combustion gases returned to the combustion chamber 1 is relocated to the burner-side end of the combustion chamber in such a way that the combustion gases flow along the inner surface of the combustion chamber wall after entering, forming a jacket G surrounding the burner flame 4 '.

Am brennerseitigen Ende der Verbrennungskammer 1 ist eine ringförmige Sammelkammer 7 angeordnet, in welche die Wärmeaustauschrohre 6, 6' einmünden und die einerseits an das mit einem verstellbaren Drosselorgan 9 versehene Abgasrohr 8 angeschlossen und andererseits über ein um den Brenner herum verlaufendes Kanalstück 13 mit der Verbrennungskammer 1 verbunden ist. Zur Förderung der Verbrennungsgase durch die vorgenannten Räume dient ein Gebläse 4, das über eine gemeinsame Welle mit dem Antriebsmotor des Verbrennungsluftgebläses 3 gekuppelt ist.At the end of the combustion chamber 1 on the burner side, an annular collecting chamber 7 is arranged, into which the heat exchange tubes 6, 6 'open and which are connected on the one hand to the exhaust pipe 8, which is provided with an adjustable throttle element 9, and on the other hand to the combustion chamber via a duct section 13 running around the burner 1 is connected. A fan 4, which is coupled to the drive motor of the combustion air fan 3 via a common shaft, is used to convey the combustion gases through the aforementioned spaces.

Die Verbrennungsluft wird dem Brenner2 von dem Gebläse 3, dem Weg der Pfeile 1l und f. folgend, zugeführt, während die Verbrennungsgase nach Umleitung in der pilzförmigen Umlenkkammer 5 in die Wärmeaustauschrohre 6, 6' geleitet werden, durch die sie in die Sammelkammer 7 gelangen. Ein Teil der Gase strömt von dort aus unter der Wirkung des Gebläses 4, wie erwähnt, in das Abgasrohr 8, während der restliche Teil durch das ringförmige Kanalstück 13 unter Bildung eines Hüllmantels G um die Brennerflamme wieder in die Kammer zurückströmt. Der entlang der Innenwandung der Verbrennungskammer 1 strömende Verbrennungsgasstrom verhindert eine unmittelbare Einwirkung der Brennerflamme 4' auf die Verbrennungskammerwandung.The combustion air is fed to the burner 2 by the fan 3, following the path of the arrows 1l and f., While the combustion gases, after being diverted in the mushroom-shaped deflection chamber 5, are directed into the heat exchange tubes 6, 6 ', through which they reach the collecting chamber 7 . A part of the gases flows from there under the action of the fan 4, as mentioned, into the exhaust pipe 8, while the remaining part flows back into the chamber through the annular duct piece 13, forming a jacket G around the burner flame. The combustion gas stream flowing along the inner wall of the combustion chamber 1 prevents the burner flame 4 ' from acting directly on the combustion chamber wall.

Zur Erzielung einer einwandfreien Trennung zwischen Verbrennungsluft und Verbrennungsgasen ist an das Doppelgebläse 3, 4 ein Verbrennungsluftzuführungskanalstück 14 angeschlossen, das durch die brennerseitige Stirnwandung der Verbrennungskammer hindurch in diese hineinragt und in diesem Bereich im Abstand von dem Kanalstück für die zurückgeführten Verbrennungsgase umgeben ist. Der in die Verbrennungskammer hineinreichende Verbrennungsluftzuführungskanal ist weiterhin an seinem freien Ende 15 trichterartig erweitert, derart, daß die außerhalb des Verbrennungsluftzuführungskanals strömenden zurückgeführten Verbrennungsgase gegen die Innenfläche der Verbrennungskammerwandung abgelenkt werden.To achieve a perfect separation between combustion air and combustion gases , a combustion air supply duct piece 14 is connected to the double fan 3, 4 , which protrudes through the burner-side end wall of the combustion chamber and is surrounded in this area at a distance from the duct piece for the returned combustion gases. The combustion air supply duct extending into the combustion chamber is further expanded like a funnel at its free end 15 such that the returned combustion gases flowing outside the combustion air supply duct are deflected against the inner surface of the combustion chamber wall.

Die Heizluft tritt in den Raum außerhalb der Wärmeaustauschrohre 6, 6' in Richtung des Pfeiles A durch einen Kanal 10 ein und bestreicht die äußeren Wandungen der genannten Rohre. Sie folgt der Bahn der Pfeile B, B' und B" und entweicht durch den Kanal 11 in der durch den Pfeil C angezeigten Richtung. Auf diesem Weg wird der Heizluft durch entsprechend geformte Leitbleche 12, 12', 12" eine zickzack- oder schraubenlinienförmige Bahn aufgezwungen.The heating air enters the space outside the heat exchange tubes 6, 6 'in the direction of arrow A through a channel 10 and brushes the outer walls of the said tubes. It follows the path of arrows B, B ' and B "and escapes through channel 11 in the direction indicated by arrow C. In this way, the hot air becomes zigzag or helical through appropriately shaped baffles 12, 12', 12" Railway imposed.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 sind die Schaufeln des Gebläses zum Fördern des abgezweigten Teiles der Verbrennungsgase kronenförmig an den Schaufeln des Gebläses 3 für die Verbrennungsluft angeordnet, das an der brennerartigen Stirnwandung der Verbrennungskammer koaxial mit dieser angebracht ist. In diesem Fall ist der Brenner 2 in der Achse des Verbrennungsluft- bzw. Abzweiggebläses angeordnet, das zu diesem Zweck einen axialen Durchlaß für das Gas aufweist.In the embodiment according to FIG. 2 are the blades of the fan for conveying the branched off part of the combustion gases crown-shaped on the blades of the fan 3 for the combustion air arranged on the burner-like end wall the combustion chamber is mounted coaxially therewith. In this case it is Burner 2 arranged in the axis of the combustion air or branch fan, the for this purpose has an axial passage for the gas.

Claims (7)

Patentansprüche: 1. Mit flüssigem oder gasförmigem Brennstoff betriebener Lufterhitzer, insbesondere zur Beheizung kleiner Räume, bestehend aus einem den Brenner, das Verbrennungsluftgebläse, den Verbrennungsgasaustrittsstutzen, die Verbrennungskammer, die von den Verbrennungsgasen durchströmten Wärmeaustauschkanäle sowie den Heizluftein- und -austritt umschließendes Gehäuse, wobei die Verbrennungskammer von den parallel zu ihrer Wandung verlaufenden Wärmeaustauschkanälen außen umgeben ist und ein Teil der Verbrennungsgase vor Austritt aus dem Erhitzer abgezweigt und in die Verbrennungskammer zurückgeführt wird, wo er in Wärmeaustausch mit der Verbrennungsluft tritt, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Eintrittsstelle für die in die Verbrennungskammer zurückgeführten Verbrennungsgase an das brennerseitige Ende der Verbrennungskammer verlegt ist, derart, daß die Verbrennungsgase nach ihrem Eintritt unter Bildung eines die Brennerflamme umgebenden Hüllmantels an der Innenfläche der Verbrennungskammerwandung entlangströmen. Claims: 1. Operated with liquid or gaseous fuel Air heater, especially for heating small rooms, consisting of a den Burner, the combustion air fan, the combustion gas outlet nozzle, the combustion chamber, the heat exchange channels through which the combustion gases flow and the hot air inlet and outlet enclosing housing, the combustion chamber of the parallel to its wall extending heat exchange channels is surrounded on the outside and a part of the combustion gases before they exit the heater branched off and is returned to the combustion chamber, where it is in heat exchange with the combustion air occurs that the entry point for the combustion gases returned to the combustion chamber to the burner side End of the combustion chamber is laid in such a way that the combustion gases after their Entry with the formation of a cladding surrounding the burner flame on the inner surface flow along the combustion chamber wall. 2. Lufterhitzer nach Anspruch l , dadurch gekennzeichnet, daß am brennerseitigen Ende der Verbrennungskammer eine ringförmige Sammelkammer (7) angeordnet ist, in welche die Wärmeaustauschkanäle einmünden. 2. Air heater according to claim l, characterized in that at the burner end of the combustion chamber a annular collecting chamber (7) is arranged, in which the heat exchange channels merge. 3. Lufterhitzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zurückzuführende Teilstrom der Verbrennungsgase, die aus der Verbrennungsgassammelkammer (7) abgezogen werden, von einem Gebläse (4) gefördert wird, das mit dem Antriebsmotor des Verbrennungsluftgebläses (3) gekuppelt ist. 3. Air heater according to claim 1 or 2, characterized in that the Partial flow of the combustion gases to be returned from the combustion gas collection chamber (7) are withdrawn, promoted by a fan (4), which is connected to the drive motor the combustion air fan (3) is coupled. 4. Lufterhitzer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln des Gebläses (4) zum Fördern des abgezweigten Teiles der Verbrennungsgase kronenförmig an den Schaufeln des Gebläses (3) für die Verbrennungsluft angeordnet sind, das an der brennerseitigen Stirnwandung der Verbrennungskammer (1) koaxial mit dieser angebracht ist. 4. Air heater according to claim 2 or 3, characterized in that the blades of the fan (4) for conveying the branched off part of the combustion gases crown-shaped on the blades of the fan (3) for the combustion air are arranged on the burner-side end wall the combustion chamber (1) is mounted coaxially therewith. 5. Lufterhitzer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (2) in der Achse des Verbrennungsluft- bzw. Abzweiggebläses angeordnet ist, das zu diesem Zweck einen axialen Durchlaß aufweist. 5. Air heater according to claim 4, characterized in that the burner (2) is arranged in the axis of the combustion air or branch fan, which for this purpose has an axial passage. 6. Lufterhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an das Verbrennungsluftgebläse in Förderrichtung ein Verbrennungsluftzuführungskanalstück (14) angeschlossen ist, das durch die brennerseitige Stirnwandung der Verbrennungskammer hindurch ein Stück in die Verbrennungskammer hineinragt und in diesem Bereich in Abstand von einem Kanalstück (13) für die zurückgeführten Verbrennungsgase umgeben ist. 6. Air heater according to one of claims 1 to 5, characterized characterized in that a combustion air supply duct piece is attached to the combustion air fan in the conveying direction (14) is connected, through the end wall of the combustion chamber on the burner side protrudes through a piece into the combustion chamber and in this area in Distance surrounded by a channel piece (13) for the returned combustion gases is. 7. Lufterhitzer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Verbrennungskammer hineinreichende Verbrennungsluftzuführungskanalstück (14) an seinem freien Ende (15) trichterartig erweitert ist, derart, daß die außerhalb des Verbrennungsluftzuführungskanals strömenden zurückgeführten Verbrennungsgase gegen die Innenfläche der Verbrennungskammerwandung abgelenkt werden. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 164 954, 2 801685.7. Air heater according to claim 6, characterized in that the combustion air supply duct piece (14) extending into the combustion chamber is widened like a funnel at its free end (15) so that the recirculated combustion gases flowing outside the combustion air supply duct are deflected against the inner surface of the combustion chamber wall. References considered: U.S. Patent Nos. 2,164,954, 2,801685.
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